双机舱管路布置要点

袁世进，杨荣锋

(江苏熔盛重工有限公司，江苏 南通226532)

设置双机舱的船舶是为了满足《钢制海水入级规范》中DP的要求，在布置机舱管路的时候，不仅要掌握管路的分布规律，同时也要熟悉管路施工的工艺及其处理方法。

“海洋石油201”为深水铺管、起重两用船，该船采用全电力推动，锚泊+动力定位，最大作业水深达3 000 m。该船对动力定位系统的要求为:在铺管作业时须满足DP-2的要求;在起重作业时须满足DP-3的要求。

《钢制海水入级规范》中(以下简称规范)对DP-3的说明为:安装有动力定位系统的船舶，在出现任一故障(包括由于失火或进水造成一个舱室的完全损失)后，可在规定的环境条件下，在规定的作业范围内自动保持船舶的位置和艏向。

1 重要舱室的布置

“海洋石油201”船共设有2个机舱、7个推进器间、4个高压配电间。2个机舱前后布置，中间是2个主配电室，所有舱壁A60分隔。2个机舱都设置了相应的泵舱、分油机室和集控室。7个推进器间对称布置，在每个推进器间或者相邻的区域设有单独的变频变压器间为推进器供电。舱室布置见图1。

2 管路系统布置的特殊性

2.1 推进系统

图1 机舱和推进器布置示意

该船7台推进器从船艏到船艉布置在7个不同的位置。其中布置于船艉的1#和2#推进器为主推进器，推力方向可360°全回转，为动力定位和航行两用。3#、4#、5#、6#、7#推进器为可伸缩全回转式推进器，专用于动力定位，在航行时收回以减少航行阻力。因为每台推进器都由单独的电机驱动，所以每台推进器都配有滑油子系统、液压油子系统、压缩空气子系统和冷却淡水子系统。在布置管路的时候要使其位于各个推进器间，形成几个独立的小系统，各个推进器之间互不干涉。其中压缩空气子系统和冷却淡水子系统需要由机舱提供压缩空气和冷却水，每台推进器的压缩空气和冷却水都有主用、备用两套管路。其中5#、6#、7#推进器由前机舱主供，后机舱作为备用;1#、2#、3#、4#推进器由后机舱主供，前机舱作为备用。主用的管路都走主甲板以下进入推进器间，备用的管系都走主甲板以上进入推进器间，主甲板的防火等级为A60。根据以上分析不难看出，推进器系统及其各个子系统均能符合DP-3的要求，即:任何一个舱室失效(失火或水淹)都不影响整个动力定位系统的工作。

2.2 主发电机及其辅助系统

按电力负荷分析计算，3台主发电机一起工作时可以满足起重状态下的DP-3动力定位要求。2个机舱分别设有为主发电机服务的启动空气子系统、滑油净化子系统、燃油净化子系统、海水冷却子系统、主发电机冷却水子系统、辅助设备冷却水子系统等。这些子系统都位于相应的机舱区域，两个机舱区域之间有A60分隔，符合DP-3的要求。另外，1#机舱的燃油输送子系统、滑油输送子系统、日用空气子系统分别通过连接管和2#机舱的燃油输送子系统、滑油输送子系统、日用空气子系统相连，连接管穿过A60舱壁，在舱壁两侧各设有一个隔离阀，这样既满足了DP-3的要求，又可以在单个子系统失效的情况下使用另一个机舱对应的子系统做备用，提高了该船的生存能力。从图1可以看出，任何一个机舱发生失火或水淹都不会影响另一个机舱正常工作，提供的功率输出仍能满足动力定位所需的功率要求。

3 管路系统布置的常规要求

3.1 可靠性

机舱的管路系统大多与船舶生命力有关，确保这些系统的可靠性，是管路布置中首先要注意的问题。无论以何种形式完成管路布置，都必须是不降低系统的工作性能;必须按照船舶建造规范(所入船级社规范)及挂旗国当局的规定处理好各个管系的敷设位置，使管路在非常情况下产生破损的可能性降到最低限度。例如，铺管船的压载系统，设置了2个机舱，任何一个舱室失效(失火或水淹)都不影响整个动力定位系统的工作。满足DP3对失舱的要求，对系统的可靠性要求可以说更加严格。

首先，本船对压载系统的要求是:使船舶在作业时保持工作吃水，在起重机工作时作为动态压载调平系统。简单地说，就是通过海底门，用泵把船舷外的海水抽到压载舱里;同时也能反向把海水从舱里抽出排海，而且左右压载舱的水能相互调拨。根据规格书的要求，压载水系统的排量是基于在6 h内将船从航行吃水压载到满载水线状态，而且在4 000 t起重机，从左舷至右舷回转180°及起重3 500 kN全回转状态下，压载系统能够30 min完成压/排水操作。所以在压载管形式以及管径选取上会有很大的挑战。

压载管形式一般有支管式、总管式和环形总管式。针对本船压载舱多的特点(共有30个压载舱)，综合考虑没有采用任何单一的形式，而是采用了一种更特别的压载形式:即环形总管加支管式，这样可以快速抽排水，而且总管环形布置在2个机舱内，各设两台压载泵，充分满足了DP的冗余要求，而且也提高了管材的利用率。

在管径选择方面，为了满足上述压载系统的要求，通过计算，选择了通径1 m的总管。如此大的管子在放样时无疑会是一个难点。结合海底门的位置确定总管的高度，尽量减少弯头的使用。对于大部分场合应该没有问题，但是在压载泵进出口的附近难免会有冲突。那么此时必须考虑泵的维修空间以及阀的操作维修方便，在这里采用双排上下布置的方式，排出口贯穿舱室顶部。这又带来了新的问题，即在试航时发现压载管外壁有凝水，对此只能采取外部保护的方法进行处理。所以像这种特殊的船舶，在设计初始就要考虑机泵舱管路凝水问题，必须包扎隔热材料，充分保证管路的可靠性。

3.2 条理性

管路布置应经纬分明、造型简洁，如条件允许，应对管路进行集束排列，基本形式有:①直线并列式;②垂直-水平并列式;③转折并列式。

常见的管子排列有以下几种:①竖向排列;②横向列排;③交叉排列;④斜向排列。

3.3 方便性

在管路布置时，应考虑操作灵活方便，管路附件要显明易见，特别是阀件的具体位置及布置形式要便于操纵及维修。对于底部布置的管路，阀件的高度以不需操作人员过度弯腰即能作开启和关闭为佳;对于空间管路的阀件高度，以阀的操纵手轮离地面(甲板)1 800 mm左右为好;管路沿顶、壁布置时，阀件的阀杆应向壁面外侧下方倾斜一角度。

一般认为阀件最佳布置形式是相对集中、对称布置。这将使操作人员容易熟悉阀件的位置规律，形成操作习惯。任何一组装置系统的所属管路阀件，应尽可能地集中在该装置周围或某一机电设备的周围。如有相同的两组以上的装置系统或机电设备，则每组的阀件布置形式及其与设备之间的相对位置，应尽可能对称。